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一句流傳在科技業的格言，精辟地描述了產業中的贏家與輸家：“一流企業定標準、二流企業做品牌、三流企業做產品”。一旦成為標準制定者、全球企業通用該標準時，即能坐收專利授權費、不受激烈化的市場競爭所影響（坐吃祖產享用不盡）；因此專利的多寡、即是企業營運重要的一環。在通信產業也是如此。
通訊基地臺、通訊設備制造商、行動裝置制造商（手機、智能裝置），從上游到下游的通訊產業都必須繳納高額的專利費，最后淪至紅海競爭、除了微薄的利潤以外，其余全被通訊標準制定商拿去。因此自古以來通訊標準乃企業兵家必爭之地。誰能讓大多數國家與地區采用該標準、誰就能形成自然壟斷，成為最終勝者。
今天，就讓我們來談談行動通訊產業的技術發展與競合。
第一代通訊（1G） 開創者： 摩托羅拉
講到雙向無線通訊，就不能不提第一代領導先鋒摩托羅拉公司（Motorola）。如果說美國電話公司AT＆T是有線通訊之王，摩托羅拉就是行動通訊產業的霸主與開創者。
無線通訊技術最開始時主要應用于國家級的航太與國防工業，無論是后來的高通CMDA技術、與帶有解放軍色彩的華為，皆仰賴軍方扶持起家。摩托羅拉的發展亦是如此。摩托羅拉創辦于1928年，二戰時與美國陸軍部簽訂了合約、協助其研發無線通訊工具。1941年，摩托羅拉研發出了第一款跨時代產品SCR－300，至今仍是電影中美國通訊大兵最經典的形象。
雖然SCR－300重達16公斤，甚至需要一個專們背負的通信兵、或安裝在車輛和飛機上，然而由于SCR－300使用了FM調頻技術，使通話距離達到了前所未有的12．9公里，足以讓炮兵觀察員聯系到炮兵陣地，也能讓地面部隊跟陸軍航空兵通訊。
無論是二戰期間的通訊設備，之后第一款彩色類比電視機、半導體芯片、DSP通訊手機芯片，和1980年發明「蜂窩式行動電話」（大哥大，黑金剛）、建立了AMPS （Advanced Mobile Phone System）電話系統，摩托羅拉作為類比通訊技術的佼佼者，在行動通訊及電腦處理器領域中都是市場先鋒，更在1989年被選為世界上最具前瞻力的公司之一。
可惜的是，一代巨頭終究未能隨市場趨勢轉型、最終轟然倒下。
第二代（2G） 通訊競合組織： GSM 與CDMA
由于1G類比通訊的通話品質差、訊號不穩定、保密性更是低落，人們開始著手研發新型行動通訊技術。80年代后期，隨著大規模機體電路、微處理器與數位訊號的應用更加成熟，當時的行動電信業者逐漸轉向了數位通訊技術，行動通訊進入了2G時代。
我們已于本文一開始提及，各國通訊產業的發展方向，多為軍方投注資源研發技術、并扶持本國企業，故通訊產業意即國家戰略產業，通訊標準之爭則等同于國與國之間的戰力角逐，一旦輸了的一方則須持續向敵方聯盟繳納高額專利費、更容易被對方掌握軍事技術核心。摩托羅拉壟斷了第一代行動通訊市場，也意味著第一代通訊標準把持在美國人手里。
在數位通訊剛起步時，歐洲各國意識到：單打獨斗在技術上將難以和美國抗衡。二十年來，歐盟始終不甘落于美國之后，若各自搞出一個不同的標準、很難在世界上占主導優勢（標準這東西就是人多， 說話大聲拳頭硬的就贏了， 總不能全世界只你一個人跟別人用不一樣的）。它們吸取了各自為政的失敗教訓、加強內部聯盟，終于在2G通訊時代超越了美國。
1982年起歐洲郵電管理委員會成立的一系列“行動專家組”負責通訊標準的研究。GSM的名字即是行動專家組（法語： G roupe S pécial M obile）的縮寫，后來這一縮寫的含義被改為“全球行動通訊系統”（ G lobal S ystem for M obile communications），以方便GSM向全世界推廣。
GSM的技術核心是 分時多工（TDMA）。如前述所言，有限的訊號頻率是通訊技術一大限制，多數關于通訊技術的突破都是在于如何更有效的利用訊息通道。GSM的特點是將一條訊息通道平均分給八個通話者，一次只能一個人講話、每個人輪流用1／8的通道時間。
GSM的缺陷是容量有限，當用戶超載時，就必須建立更多的基地臺；然而GSM技術建置容易，更采用全新的數位訊號編碼取代舊有的類比訊號。在其它方面GSM的性能也相當優異，不但開放國際漫游（各國電信業者的規矩都統一了， 當然能打電話）、提供了SIM卡（Subscriber Identity Module）方便用戶在更換手機時仍能儲存個人資料，GSM手機還能傳送160字長度的文字簡訊。通訊技術與應用在2G時期有了驚人的進展。
1991 年，Ericsson和Nokia率先在歐洲大陸上架設了第一個GSM通訊網路。短短十年內， 全世界有162個國家建立GSM通訊網路，使用人數超過1億、市占率高達75％。
在歐洲人野心勃勃地想要超越美國稱霸世界時，美國人同時間卻搞出了三套通訊系統。其中兩種同樣是基于TDMA技術上做發展、第三種則是高通成功設計出的 分碼多工技術（CDMA）。
TDMA的通道一次僅供一個人使用、八個用戶得輪流著講，容量有限；然而CDMA使用資料加密技術、讓所有人同時講話也不會被其他人聽到（好比編號1只能與編號1通話、編號2只能與編號2通話，互不干擾），容量大幅提升。從技術上來看，CDMA系統用戶的乘載量是GSM的10倍以上。
從1950年代起，CDMA就是美軍軍方的通訊技術之一。在創辦人艾爾文．雅各比（Irwin Jacobs）和安德魯．維特比（Andrew Viterbi）領軍下，高通在1989年成功將CDMA應用在行動通訊上。
然而高通沒有實際的手機制造經驗，歐洲的運營商們也對它的知識產權不感興趣。即使是在美國也只有極少數的運營商愿意使用該系統。早期有關CDMA的報導都是相當消極的，基地臺設施不能達到預期目標，CDMA手機也無處可買。總體而言CDMA就是雷聲大，雨點小。
在2G時代，CDMA是個失敗者。當歐洲大力投注資源在GSM上，短短數年建立了國際漫游標準、在全球廣布基地臺時，CDMA起步較GSM晚了一步、美國國內資源又被分散的結果，失去的就是大半江山。（人家基地臺都建好建滿了， 總不能打掉說換我這個的吧）
另一方面，美國在通訊標準之爭上的失敗，間接也影響了摩托羅拉手機的競爭力。當數位行動電話漸漸取代類比行動電話時，摩托羅拉仍在類比行動電話市場有四成以上占有率；數位行動電話卻不到二成。對于數位通訊的威脅，摩托羅拉錯估了類比手機的通訊周期，當時的高階主管表示：“四千三百萬個類比電話機用戶，錯不了的！”
當然，如同有線電話公司AT＆T當初不愿砸錢在無線電話部門上頭一般，摩托羅拉當中最賺錢、說話也最大聲的類比手機部門更不可能會讓資源流到數位手機部門里。同樣的故事亦可見于而后的Nokia與智能手機之爭。企業巨頭的倒下很少是單一外在因素，多在于現有企業內資源處處受把持、導致技術進程緩慢。
摩托羅拉終于在全球行動電話市占率中，從1997年的50％、暴跌至1999年的17％，并逐漸下滑。二十年來的第一大手機大廠被1992年才推出第一支數位手機（先前還是間制紙公司）的Nokia所擊沉。
第三代（3G）通訊霸主： 高通
我們在上一篇文中提到，高通的CDMA技術在容量與通話質量上皆優于歐盟GSM的TDMA技術；但GSM已早一步布署基地臺，并于短時間內快速推行于全世界，以致資源相對薄弱的CDMA在當時是雷聲大雨點小，高通也一度陷于危機之中。
在3G 時代，局勢卻大大地逆轉了回來。究竟為什么呢？這邊，讓我們先來講講高通的歷史。
高通的專利布局之戰
走進高通位于加州圣地牙哥的本部，迎面而至的一堵厚厚的專利墻上，鑲嵌著高通所持有關于行動通訊將近1400項專利。高通的一切都明明擺擺的寫在了這面墻上：財富、壟斷、成功… 高通就像一只毒蛇，深諳扼住宿主脖子、獲取高額利潤之道。
冷戰時期，美國軍方所使用的通訊方式能將資訊進行加密與解密，稱為分碼多工（CDMA）技術，以確保資訊傳輸時不被蘇聯所竊取。Linkabit是加州圣地牙哥（San Diego）第一家電子通訊技術公司，負責承接這筆訂單、為美國軍方和航太局開發衛星通訊和無線通訊技術。
Linkabit的兩位創辦人皆是通訊界的著名研究人員── 雅各布（Irwin Jacobs）任教于麻省理工電機系，其著作《通訊工程原理》（ Principles of Communication Engineering ），奠定了當時乃至于現在的通訊基礎，至今仍是通訊界圣經寶典。另外一外創辦人 維特比（Andrew Viterbi）提出的 維特比演算法（Viterbi algorithm）則在數位通訊以及語音辨識系統上有著突破性的發展。
1980年，雅各布和維特比將Linkabit賣給同屬通訊領域的M／A－COM公司，并于1985年創辦了高通（Qualcomm），意即有品質的通訊（Quality Communications）。1989年時，高通大幅改善了CDMA的功率問題，并成功將其商用化。
可惜的是，此時歐洲通訊標準協會已著手進行GSM技術標準的制定，隨后很快推行到了歐洲與日本市場；美國本土的通訊工業協會也認定GSM所采用的分時多工（TDMA）技術為2G標準。CDMA比TDMA的容量更大、通話品質更好，但技術復雜程度太多，大半電信商不相信技術的可行性。
高通發展的一大關鍵，在于雅各布狡詐莫測的三大專利流氓手段：
1．開發地雷： 建立壟斷的專利布局
高通圍繞著功率控制、同頻復用、軟切換等技術，構建了CDMA專利墻，相較于其他廠商在專利數量和品質上都有非常大的優勢。但高通不滿足于此，它要一人享用這筆豐厚的利潤。
在高通，養了一批不下于技術開發部門的龐大專利律師軍團，透過并購、控告對手專利侵權等專利戰，將所有CDMA的相關專利都一步一步攏絡過來。專利律師的職責，便在于申請專利、談專利價格、控告侵權公司。（祖產嘛， 還不好好守著敲人過路費嗎）
第二步是是大量申請垃圾專利，用垃圾專利保證其核心專利──在舊有的專利保護到期之前便申請新的專利、或大量申請CDMA外圍專利，然后申告該技術為新技術的一環，封殺了關于CDMA內外圍的所有技術。
2．布地雷： 將專利技術套入通訊標準
收集齊備了專利地雷還不夠，還要讓人得采到才行。
總不能中華電信打不通遠傳的手機、HTC打不通iPhone手機；設立通訊標準的原意是讓不同的電信商、基地設備與手機廠商彼此間也能互通。只要符合通訊標準、向該國通訊監管部門申請執照，便可以經營通訊業務，由此建立開放互聯的環境。
由于GSM標準為歐洲電信商、行動通訊商（如Ericsson、Nokia）共同提出、共同享有知識產權，專利基本上是開放的。但高通表面上提出了一套采用CDMA技術的2G標準，實際上將CDMA專利技術藏在了里頭，等于使用該2G標準時，也等同踩到了高通的專利。
這種以單一家公司專利而壟斷某一標準的行為，照理說不會發生在跨國間的通訊標準制定小組，別的國家與廠商因本身利益沖突、必然會極力反對。然而當時2G數位通訊的研究適才起步，多數廠商的注意力仍在歐洲人所提出的GSM標準上，高通的CDMA技術尚仍無多少人聞問，反而讓高通趁隙而入。
3．更多的地雷： 將CDMA 演算法整入芯片
高通的最后一步棋，是決定把CDMA的演算法嵌入集成芯片。其最大特點為整合訊號的發送與接受、電源管理和數位與類比訊號轉換等裝置于單一芯片上，即所謂 系統單芯片（ System on Chip， SoC ）。
現階段使用高通專利的手機廠商，必須先繳一筆授權費取得專利使用權；在芯片或產品量產后，再依據出貨量收取產品售價一定比例的費用，平均需要繳納手機 銷售額5 ～10 ％不等的權利金。這點可是相當的不合理──螢幕、鏡頭、機殼等零件全部與CDMA毫不相關，也得被抽銷售額的百分比。（難道在手機上鑲了塊鉆石，利潤還得算在高通頭上嗎）
事實上高通提供了SoC一套完整的解決方案，大多數手機廠商還沒SoC整合的技術能力，也只能乖乖挨這一刀；況且所有加入高通設計方案的手機商，都必須與高通進行專利相互授權，等同于手機廠只要乖乖付錢，即能擁有更多的專利手牌。
你設局，也要有人愿意踩。高通專利的高門檻擋住了競爭對手，也擋住了CDMA的迅速市場化，多數電信商還是選擇了GSM系統，靠專利使用費養活的高通在美國活的并不好。
此時，高通迎來了一根橄欖枝──來自于韓國政府。
在發展CDMA之前，韓國電信商、手機等通訊設備制造業相當薄弱。1990年11月，高通和電子通信研究院（ETRI）簽署有關CDMA技術轉移協定，高通答應把每年在韓國收取專利費的20％交給韓國電子通信研究院、協助其研究，韓國政府也宣布CDMA為韓國唯一的2G行動通訊標準，并全力支持韓國廠商三星、LG等投入CDMA技術的商業應用。
韓國不往GSM等歐日廠商靠攏、選擇了CDMA作為2G標準，主要是為了低廉的專利優惠，雖承擔了一定的風險，最終也獲得了相應的回報。透過發展CDMA，韓國的行動通訊普及率迅速提高，短短五年行動通訊用戶即達到1百萬量，SK電信成為全球最大的CDMA電信商。通訊設備制造商更是異軍突起，三星成為全球首家CDMA手機出口商。CDMA不僅帶動了行動通訊業的發展，也促進了整個韓國經濟的發展。所以多有人道：“韓國人救了高通”，高通更從此成為全球性的跨國大公司。
韓國的成功典型，第一次向市場證明CDMA正式商用的可能性，也讓美國一些電信商及設備廠商對CDMA技術開始恢復信心。
在高通與韓國人賺的缽滿盆滿笑呵呵的同時，讓我們把畫面拉回到歐洲這邊。千禧年后，2G的速度與容量上限逐漸面臨瓶頸，經歷了1G到2G眨眼間便大舉翻盤的技術變革，各大手機廠吃了歷史教訓、個個提心吊膽著準備迎接3G 時代。
歐美中斗法──三大3G通訊標準
3G最大的優點即是高速的資料下載能力，2G的下載速度約僅9600bps～64kbps、光是打開一個Yahoo首頁便得耗費三分鐘左右；3G速度則為300k－2Mbps，足足提升了三十倍有余。
Ericsson、Nokia、Alcatel等實力雄厚的歐洲廠商雖知TDMA難敵CDMA的優勢、更難以作為3G核心技術，但誰也不想接受高通霸道的方案，于是歐洲與日本等原本推行GSM標準的國家聯合起來成立了 3GPP 組織（3rd Generation Partnership Project），負責制定全球第三代通訊標準。
3GPP參考著CDMA技術、并繞過某些高通的專利陷阱下，開發出了原理類似的 W－CDMA。高通趕緊不落人后地與韓國聯合成 3GPP2 （3rd Generation Partnership Project 2）與3GPP抗衡、推出了 CDMA2000。
這里邊，獨獨漏了中國人。歐洲跟日本自己一套系統，美國韓國一套，中國想當然爾、自己硬是也搞了一套，叫 TD－SCDMA，由中國大唐集團下屬的大唐電信所提出。從技術上來看TD－SCDMA可算是W－CDMA的衍生版本，因此TD－SCDMA的技術核心實際上就是W－CDMA，僅于中國國內推行。
誰也不想被高通揩油、TD－SCDMA只有中國人使用，結果W－CDMA的參與者最多，在三個3G通訊標準中最成熟、市占率也最高；然而因三大通訊技術皆碰觸到了CDMA的底層專利技術，仍無法避免地被高通硬生生啃掉了一塊利潤大餅，高通可謂3G時代最大的贏家。
不過當年從1G到2G的普及也不到三五年光景，從千禧年開始喊了這么久的3G，怎么從2007、2008年才逐漸普及呢？
基地設備的建置與架設耗費時日也耗費金錢，若沒有良好的行動上網使用者體驗、也就沒有讓消費者和電信商真正從2G轉型至3G的迫切性。真正讓高通大賺、讓3G火紅起來的關鍵，還是來自于行動通訊裝置的革新──“ 智能手機”。
智能手機的出現，成就了3G
21世紀之初，電信業者描繪的3G世界里如是說──任何人可以隨時、隨地，利用行動電話或其他行動式設備（例如個人數位助理PDA），打電話、上網；除了傳送語音之外，還可以傳送數據、影像、電腦游戲…。
聽起來似乎相當熟悉？現今習以為常的場景，二十年前可是個宏大的理想。3G曾經承載著全球電信業的高度期待，2000年時，英國、德國、法國、義大利和西班牙等國家，開始競標3G通訊執照和無線電頻譜拍賣，各家的行動電信業者總計投下約900億美元。德國更是創下了高達458億美元3G執照的拍賣紀錄。
照理說，高額的投標金將來都是要轉嫁到消費者身上。歐洲的3G執照費用約是建置系統的3倍，意思是從提供3G所產生的非語音收入，必須是語音的3倍，整個投資才能回本；在缺乏行動上網的易用介面與殺手級應用程式的情況下，顯然是不可能的事情。
于是研發者留下了負債和幾近無用的3G執照就離開了，還有些公司還試圖與發放執照的政府打官司。不但后續融資與設備投資舉步維艱、股價重挫，也讓3G服務也無法如期推出。歐洲電信產業一度處于潰敗的狀態。美國《彭博商業周刊》以「泡沫的故事」、「一場歐陸大災難」來形容歐洲3G愿景的幻滅。直到四、五年后，歐洲電信業者才逐漸恢復元氣，開始布建3G網路。
相較于早早燒完資金、以致于在3G轉型上慢了一步的歐洲人，美國電信商由于現有頻率占用問題使得發照時間延遲，必須等到2004年初才能釋出3G執照，如此反使美國電信業者保有更多余力與資金投入3G網路，可以說是因禍得福。
有了完善的3G網路后，萬事俱備、只欠東風── 完善的行動通訊智能裝備。
最早的智能手機作業系統是微軟在1996年發布的Windows CE。由于微軟在個人電腦作業系統上沒有對手，面對全新的行動通訊市場仍沿用過去在PC作業系統的思維方式，導致了系統速度緩慢的先天缺陷。
另一方面，英國公司Psion和Nokia、Ericsson、Motorola在1998年合資成立了Symbian公司，制造手機專用的作業系統以抵御來勢洶洶的微軟。比起Windows CE其實僅是精簡版的Windows系統，Symbian一開始就是為手機而生的作業系統，不論是穩定度或支援性上都有很出色的表現。
可惜的是，在1999～2004 年間，Symbian在發展上仍然是以傳統手機功能為主，Nokia 內部的心態總是“最重要的是如何賣出手機，應用程式只是讓手機更好賣”。Symbian也建議過Nokia在智能手機的開發上可以有很多其他的功能，無奈Nokia 就是聽不進去。
此景仿若當時的Motorola從類比到數位手機的轉型，當時最賺錢、說話最大聲的部門是有鍵盤、好接聽的功能手機，觸控式螢幕、甚至是最關鍵的應用程式生態系并不在Nokia高層的認知中。
在Windows Mobile與Symbian大亂斗、Nokia一家獨大的情形下，有一個角色正在偷偷地壯大勢力，這個角色叫做Apple。
2005年，Apple收購了一家叫做FingerWorks的公司，這家美國自1999年起便開始研發手勢識別、多點觸控等技術，在當時這樣的應用并不為人們所看好，也沒人猜到Apple買它來做什么。
iPhone One主打的iTunes Music Store、Safari、Email、Camera 等程式，皆以圖像化的方式呈現在簡潔優美介面上，搭配多點觸控螢幕技術，iPhone去除掉了鍵盤、單以一顆Home鍵和手指即可操作。
iPhone跨時代的創新還不止這些。早期在手機中安裝應用程式的方式，都是先從網頁上下載、用接線傳輸到手機里頭再自行安裝（想想當年我們是怎么下載Doodle小游戲到手機里的）。2008年蘋果推出iOS 2，新增了最重要的應用程式商店（App Store），可以在該平臺上下載安裝應用程式，開展了應用程式生態系的新世代。
你不會利用手機去推銷生態系統，只會利用生態系統去推銷手機。Symbian一直在示好并鼓勵第三方開發者，在iPhone發布時，Symbian平臺上已有1萬款應用。然而，Symbian整整花費了7年時間，相比之下蘋果在發布iOS第一版的一年多后就實現了這樣的成績。
蘋果能迅速成功和Symbian的坎坷命運都是因為同一個原因： 應用商店。通過統一平臺，蘋果幫助使用者更方便地購買應用程式，只能說缺少應用商店是Symbian的一個致命失誤──沒有資源的人若想自行開發將會非常困難，而開發和維護成本也很高。
大家都知道從2G接聽電話到3G行動上網普及的關鍵、勢必要有更好的行動裝置介面可以上網、看影片、聽音樂、與殺手級的應用程式，也因此當時各家手機大廠無不絞盡腦汁、出盡奇招。智能手機不是Apple發明的，但現在一般認知中的智能手機所包含的功能： 多點觸控螢幕（multi－touch screen）、手機作業系統（Mobile Operating System）、應用程式下載平臺（App Platform ）與應用程式（App），Apple提出了最好的概念，成功地將過往各家大廠嘗試的經驗整合起來、一戰成名。
3G的布署與網路速度的提升，早在2005年左右便已完工（若非歐洲人破產重整、美國人發照延遲， 早在2000年時3G技術已確立）；行動上網、應用程式（ App）、手機作業系統也早已開展，然而始終缺乏臨門一腳之故，以至于3G用戶人數不多、始終無法普及。也因為資源早已備齊，只差賈伯斯的靈機一動，所以蘋果才能把iPhone整合成一支All－In－One的手機。
智能手機于2005～2007年間起步、2008～2012年爆發性成長，轉捩點便在于iPhone；智能手機的轟動，也成功拉動3G用戶暴增。
這一篇，我們提到了雅各布是如何帶領高通在3G時代稱霸并坐收CDMA過路費、歐洲人是怎么破產讓美國電信有可趁之機，也介紹了賈伯斯大開大闔的創新、讓3G最后能由于殺手級應用裝置──智能手機而普及。最終篇，讓我們來談談4G、5G，與洪流競爭下仍保有強大技術實力的華為、Nokia、Ericsson。
4G篇：Intel的攪局
在3G時代，即使WCDMA系統的使用人數最多，由于CDMA核心專利仍然掌握在高通手上，讓歐洲與中國廠商恨得牙癢癢也只能乖乖繳授權金。在通訊業（事實上是整個科技業），立于不敗之地的做法莫過于將技術申請專利、將專利寫進標準。而國際標準說穿了是一種政治操作的過程，背后涉及龐大的利益；若欲占有一席之地，在技術開發的初期就必須參與很多國際標準組織，比如3GPP、3GPP2便是各國與廠商為求利益分羹而出現的組織。
然而技術發展的速度飛快，在通訊業尤其可怖，企業所賴以維生的專利可能眨眼間便天翻地覆。若一個通信標準想要長久維持，就必須持續在這項核心技術深耕、之后的通訊標準也得是該核心技術的延伸，比如WCDMA隨后演進出Release 99、3．5G的HSDPA、3．75G的HSUPA，基本上CDMA的技術框架沒有改變。而高通CDMA后續演進出的1x EV－DO，于2001年被接受為3G技術標準之一。
高通領軍人有出版通訊圣經《通訊工程原理》的Irwin Jacobs、與Viterbi演算法開發者Andrew Viterbi，創辦人身為通訊學術界巨擘、企業又握有大量的專利，本來照這樣發展下去CDMA或許有可能一路稱霸到4G，可惜事與愿違。半途中有一號人物，殺進市場將一切計畫打亂，這個逆襲者叫Intel。
Intel的逆襲– WiMax
還記得我們提過電信業者競標4G頻譜的情形嗎？ 1980年代以前，美國所有的無線設備都得經過頻譜授權；后來美國通訊委員會（FCC）將標準放寬，僅限于發射功率較大、容易產生信號干擾的無線裝置需經過頻譜授權，其他低發發射功率的設備可以使用未授權頻譜。而FCC后來釋出的未授權頻譜中，就包括了現在最主要的Wi－Fi頻段：2．4GHz和5．8GHz，都是未用于通訊的頻段。
這些頻段早期無人重視、直到 電機電子計算機協會（IEEE）開始進行短程無線傳輸的研究。WiFi設備在IEEE的規定下發射功率不能超過100 mW，實際的發射功率可能也就在60到70 mW。
為了能讓各家廠商能根據同一個標準制作出兼容的設備、讓通訊器材能有互通性，1999年，IEEE分別推出了“802．11b”與“802．11a”兩種WiFi標準、分別使用2．4GHz和5GHz的頻段，彼此規格不相容。
2003年，IEEE藉由無線通訊界的展頻技術── 正交頻分復用（OFDM），推出了802．11b的改進版“802．11g”使傳輸速度從原先的11Mbps提升至54Mbps。現在我們使用的WiFi規格主要為“802．11n”，與802．11a、802．11b、802．11g皆可相容，且藉由 多重輸入多重輸出（MIMO） 技術，使傳輸速度及距離都有所提升、速度甚至可達600Mbps。
這邊來介紹一下OFDM與MIMO這兩個不僅在電腦資訊業、隨后也在通訊業引起軒然大波的關鍵技術。
OFDM –解決多重路徑干擾、頻譜效率更高、可結合MIMO
訊號從傳送端發射、經由傳輸通道到達接收端的傳送過程中，會遭遇到各種不同的阻隔物，使得電磁波產生穿透、反射、折射、散射以及繞射等作用；當訊號到達接收端時，原本一個訊號將變成多個不同路徑的入射訊號，每一個入射訊號到達時的時間、強度、角度等均不相同。訊號經過不同的路徑抵達接收端后，接收端收到的訊號通常已與原始訊號不同，這種現象稱之為 多重路徑干擾。在都會區或住宅區因為高樓林立、有著許多物體妨礙，因此比起空況的郊區或公園，會受到較嚴重的多重路徑干擾。
為了避免多重路徑干擾，通訊專家們統計出一個頻寬范圍，確定訊號傳輸時只要在此頻寬范圍內，波形便不會失真；這個頻寬范圍稱為“同調頻寬”。當傳輸速率越高時、同調頻寬也會越小，意味著越容易受到多重路徑干擾。如何在維持高速率傳輸（同調頻寬小）的條件下、對抗多重路徑干擾的問題呢？
OFDM的方法相當聰明，它將原本的一段大頻寬的信號切割成多個小頻寬再分別傳輸，這樣就算同調頻寬變小也不會有影響。
還記得我們在通訊業的基本名詞介紹中提到，所謂的“載波”意指把人聲等低頻訊號轉成高頻率的電磁波，等傳遞到遠方另一支通訊設備時，再由電磁波轉回人聲的方法。OFDM 技術將無線通信傳輸信號分割成了多個子載波進行傳輸，每個子載波僅僅攜帶了很小一部分的資料負載，有效解決了多重路徑干擾。
不僅能將一段頻寬切割成小頻寬再傳輸出去，OFDM所需的總頻寬也較小。“頻譜效率”指每單位頻寬具有多少數據傳輸率（bps），也就是說如何讓每單位頻寬的電磁波能傳送更多的0 和1 數位訊號。OFDM允許各個子載波部分交疊，使頻譜的利用效率更高、讓資料傳輸量更大。
除此之外，OFDM更能支援MIMO技術。MIMO （Multiple－Input Multiple－Output）意思是多輸入多輸出，使用多組發射天線與多組接收天線的系統。藉由讓通道使用不同的訓練訊號，由于每組發射器所使用的訓練訊號都不一樣，可輕易辨認每個訊號的來源。
相對于SISO （Single－Input Single－Output， 單一輸入和單一輸出）只能使用一組發射天線和一組接收天線，MIMO能在不需要增加頻寬、或總發送功率耗損（transmit power expenditure）的情況下，大幅地增加系統的資料吞吐量及傳送距離。
有了MIMO－OFDM兩者技術的結合，WiFi取得了極大的成功；隨著版圖不斷擴大，IT業的巨頭開始覬覦起其他的無線通訊技術的市場大餅，比如行動通訊的3G與4G。
WiFi標準是IEEE 802．11，IT巨頭進軍通訊業的標準是802．16 ，稱作“WiMax”。2005年，Intel和Nokia、Motorola共同宣布采用并發展802．16標準，進行行動裝置、網路設備的互通性測試。
有Intel領頭的WiMax來勢洶洶，通訊產業這邊卻是起家歡樂幾家愁。OFDM說起來也不是新技術，早在1960年代貝爾實驗室發明OFDM后，技術框架約在1980年代便已建立完成。然而當時能支援OFDM的硬件尚不發達、CDMA又由高通領軍一時紅火，便淘汰在3G標準之外。由于WiMax的關系，OFDM才又重新進入通訊產業和學術界的視野中。OFDM不但能有效消除多重路徑干擾，復雜度也比CDMA小了很多，相較于CDMA事實上更有優勢。
此時除了高通以外，眾家通訊巨頭都歡樂了起來：“終于不用再看高通面子、繳高額的高通稅了～”若能有效將4G傳輸速率提升、又能跨過高通的CDMA專利陷阱那是大好不過了！3GPP組織立即轉向，在2008年時提出了 長期演進技術（Long Term Evolution， LTE）作為3．9G技術標準、又在2011年提出了 長期演進技術升級版（LTE－Advanced）作為4G技術標準，準備把W－CDMA汰換掉、轉而采用OFDM。
至于高通這邊當然也看到了OFDM的發展前景，為了不落人后，在2005年WiMax進軍行動通訊產業時、高通亦耗費了六億美元策略性收購專門研發OFDM技術的Flarion公司，并在2007年提出了 超行動寬頻（Ultra－Mobile Broadband， UMB）計劃，把CDMA和OFDM、MIMO都整入UMB標準中，想繼續維持CDMA的優勢。
可惜各家廠商都怕了高通，以前讓你一人稱山大王四處為虐、現在看你有傾頹之勢還不墻倒眾人推。況且我們在前一篇文向大家提過全球覆蓋律最高的基地臺正是W－CDMA，LTE－Advanced能向下相容于W－CDMA，原有的W－CDMA基地臺只要經過升級就能使用LTE－Advanced。基于相容性和對于高通專利費的恐懼，各大電信商如美國的Verizon與Sprint、日本KDD等，無不紛紛決定采用LTE－Advanced當作第四代通訊技術標準。UMB因為沒人支持而迅速式微了下去，發表的隔年高通就把UMB停掉、宣布加入3GPP的LTE陣營了。
解決了高通這個難纏的對手后，那WiMax呢？不用3GPP打WiMax，這個陣營就先自己出了亂腳。既然WiMax是由WiFi演進過來的技術，那么WiMax到底是網際網路還是電信網路？WiMax論壇（WiMax Forum）的組成份子復雜、全都各懷鬼胎，在毫無共識的情況下產業發展整個亂了套。除此之外最關鍵的問題還是電信設備的相容性。如同高通敗在W－CDMA基地臺的相容性上，LTE可向下支援現有的電信設備，WiMax基地臺卻要從頭架設。更何況LTE從頭到尾就是電信商主導的通訊標準，輪不到讓Intel這種IT巨頭分這塊餅。
此時此刻的高通已無法復制3G 時代的榮景，Intel也在2010年宣布放棄WiMax加入LTE陣營、硬生生打了始終跟進Intel腳步的***產官學界一巴掌。余下3GPP歐洲中國廠商笑呵呵。
5G：迎接通信的新時代
讓我們回顧一下先前文章。從1G到4G的演進、幾乎每十年就會推出一代新的標準，各家廠商在通訊標準之爭上宛如軍備競賽一般的緊張刺激。
1970－1980年代的1G，摩托羅拉壟斷市場、作為類比通訊之王。1991年開始，2G數位通訊的崛起，讓Nokia與Sony Ericsson等新手機廠商取而代之、并延伸出GSM系統的TDMA技術與高通的CDMA技術之爭。
3G時讓高通以CDMA扳回一城、坐收他國專利費；且2001年當時3G標準便已被提出，可惜使用人數不多、還導致了一場歐陸電信商以過高價格競標3G執照、后來無法回收成本的大泡沫，直到2005年時智能手機的普及，方使3G網路使用人數遽增。
最后4G時代，3GPP組織以OFDM－MIMO技術為基礎作為3．9G LTE標準、以LTE－Advanced作為4G標準，成功將Intel等IT界大廠組成的WiMax聯盟和高通主導的UMB組織通通擠到一邊。
你可以想像3G和4G在做什么，那5G呢？
5G標準目前尚未確定，根據國際電信聯盟（ITU）發布的聲明，5G標準制定將于2020年完成，并從2016年初開始逐步定義5G的技術與性能要求、2017年開始5G國際標準征集。
5G愿景承載著海量、實時（In－Time）且高速的通訊需求。速度上從4G的100 Mbps為單位、5G可高達10 Gps、比4G快達100倍，輕松串流3D影片或4K高畫素影片；容量與耗能上，為了物聯網（IoT）、智能家庭等應用，5G網路將能容納更多裝置連結、同時維持低功耗的續航力；再來是低延遲，工業4．0智能工廠、車聯網自動車等遠端遙控設備，都必須即時傳輸資訊。
簡單來說，就是2020年5G系統商用之時，必須達成資料傳輸更快、更大量、更不耗電的目標。現階段的4G網路已無法滿足這些需求，故人們對于5G標準的呼聲越來越高；在筆電、手機等終端裝置的技術與市場皆已高度成熟、再難以看到成長的情況下，大廠們無一不期盼5G網路能帶來更多新型態的服務和應用，一如當年3G網路與智能手機的相輔相成。可以說5G的出現，將對于半導體產業和終端應用產品造成革命性的波瀾。
為此通訊商們摩拳霍霍、紛紛搶進開發5G技術，今（2016）年11月華為在標準制定會議上成功將自己的Polar Code專利推為5G短碼標準，并將持續在接下來的標準制定上與高通、Ericsson等通訊大廠角力。除此之外，因應云端時代對于流量與彈性化的控制需求，網路架構的創新也是電信商在5G的布局。
這邊我們必須了解電信網路的兩大關鍵技術──軟件定義網路（Software－Defined Networking， SDN）與網路功能虛擬化（Network Function Virtualization， NFV）。
什么是SDN（軟件定義網路）？
隨著資料量與日俱增，傳統的大型資料中心和企業網路一同面臨了幾個問題。
首先是難以處理變化性高的網路流量、尤其是非預期中的資料量，比如社群網站得因應使用者在同志游行炒得沸沸揚揚時大量換頭貼的舉動；或是突然爆紅的Pokemon Go ，剛開始時還能在卡比獸和快龍出現時沖上流量巔峰，一段時間過后玩家越來越少。若是為了一時的高流量需求購買硬件設備來擴充，就會面臨隨后使用率降低、建置成本浪費的問題。然而若不解決流量需求，也會造成差勁的使用者體驗、或是沒辦法在風口正旺時撈一筆收益。簡言之就是缺乏布署彈性、難以即時調度運算資源。
再來是網路架構越來越復雜，一個大型網路中包含了Routing、VLAN、QoS等功能，須由網管人員針對每臺交換器逐一調整設定，不但耗費人力和時間，出錯風險也高；另一方面，過度復雜的架構也讓網路在傳送資料變得相當緩慢。
如何自動處理流量高峰期、分配硬件資源以即時滿足需求？ 如何在越趨復雜的網路架構下，同時降低網管人員的設定難度？
SDN（軟件定義網路）將傳統網路區分成三層，分別為應用程式層（Application Layer）、控制層（Control Layer）和基礎架構層（Infrastructure Layer， 又稱資料層）；底層的部分就是交換器（Switch）、路由器（Router）等設備。
控制層向上透過北橋API （Northbound API）與應用程式溝通、向下透過南橋API （Southbound API）與底層硬件溝通。目前北橋API尚未有共通的標準存在，南僑API則是采用開放式網路基金會（Open Networking Foundation， ONF） 所制訂的OpenFlow協定。
SDN將個別設備的控制層抽離出來，集中到中央控制器對整體網路作控制，設備則單純依據控制器下達的命令派送封包。這使得網管人員能在不更動硬件裝置的情形下，以中央控制方式、用程式重新規劃網路，更迅速地調整網路以因應服務及應用的需求。
談完SDN后，讓我們來看看另一個與SDN相輔相成的技術為──NFV。
什么是NFV（網路功能虛擬化）？
相較于SDN將控制層從基礎架構層抽取出來、以簡化網路運作，NFV則是使用IT虛擬化技術，將原有網路功能各自需要的專門硬件（如： 防火墻、DPI、CDN、 WAN等功能都須有一個專門硬件），改成以軟件實作、再布署在通用規格的硬件上。
NFV最早是由電信商所提出來的概念。現階段的軟件服務掛勾在硬件設備上，彈性很低；目前的4G網路無法針對不同應用提供不同的伺服器，比如你不能跟你Pokemon Go的皮卡丘產生即時互動──網路不能根據不同應用、提供不同的伺服器，像是4G網路沒辦法對低延遲（Low Latency）需求較高的應用程式提供客制化需求。
若想針對應用需求客制化，其成本相當高。首先電信商跟網路設備商溝通：「我想布特殊需求的IoT網路設備」，必須由網路設備大廠了解電信商需求后再行硬件設計、生產、測試，過一兩年后再把設備賣給電信商。待買完設備之后再租地區布建設備，從頭到尾的過程對電信商吃力又耗時。
再加上軟件速度革新很快，好不容易布署好的IoT網路，幾年后剛建置完成、市場卻已經換了一套新的產品，使這套服務到最后只能殺價競爭。產品汰換快速、頻寬變動高，使電信商落得高建置成本、低收入的回報。問題在于網路設備僅由Cisco、Ericsson、Nokia等少數幾家廠商壟斷，若終端產品裝置的革新速度很快、網路架構卻進展緩慢，最吃虧的莫過于采購網路設備、提供網路服務的電信商。在這個狀況下，說什么IoT、智能家庭或自動車等應用都是浮云。
此情此景仿若1960年代的電腦工業──該時僅有IBM一間公司壟斷整個電腦生態，產品著重于高性能且服務于多使用者的大型硬件，需要專門的作業系統、專門的應用程式，讓當時的電腦產業呈現垂直封閉的狀況，電腦產業革新速度緩慢。
直到后來IBM推出了個人電腦的濫觴IBM－PC，IBM－PC的主要組件如處理器芯片、磁碟機、顯示器和鍵盤本來就都是第三家公司提供的，微處理器（Micro Processor）的出現更讓無論是微軟、Linux還是Mac的作業系統都可以在微處理器上運行（尤其當年微軟為了拼市占率、對其作業系統DOS的價格壓得低到不能再低），IBM－PC相容機如雨后春筍一般地冒了出來，才讓個人電腦產業快速發展成一支龐大的產業。
硬件的革新速度比不上軟件，而可相容軟件的標準化硬件是讓產業蓬勃的關鍵；電信網路這邊想做的事情也一樣。現行的電信網路服務依賴廠家私有硬件的現況，無論是路由器，或是行動網路的PDN Gateway，都得仰賴特殊的控制層（Control Plane）和特殊的硬件。如何讓網路從垂直整合、封閉且進展緩慢的“硬件導向”，逐漸走到開放、快速創新的“軟件導向”，關鍵就在SDN和NFV技術，兩者技術毫無關系、相輔相成，將硬件功能虛擬化后，轉型成至開放硬件、或是可自行訂制化的硬件平臺。
這對電信商的大好處，除了硬件架構都有開放標準，設備直接根據成熟的開放標準制造硬件、大幅降低硬件購買和建置成本，也讓整個網路更加開放、創新速度以軟件的速度加快，甩脫傳統硬件技術革新緩慢的問題。
進一步來說，網路軟件化有著這樣的演進──傳統上是國際大型設備通訊商，如Cisco、Lucent、 Ericsson發包智邦、欣興、華宇、英業達等***代工廠、再將制作完成的設備賣給電信商，獲利集中在電信商和設備商，整個產業是封閉的。若未來因為有開放介面（Open Interface）的硬件、上面直接搭載開源（Open Source）軟件，而傳統的OEM代工廠商則轉型成賣白牌的硬件商，電信商利用白牌設備來布大大小小的資料中心、跑在資料中心中的可以是各式各樣的新型態應用程式。
2016年的SDN／NFV已經進入商用布署的關鍵期，根據權威調研公司Infonetics最新報告指出，到2018年時全球電信商的SDN／NFV市場規模將達到110億美元。美國電信商AT＆T 對外宣稱其2016年資料中心的硬件虛擬化部分高達30％，2020年目標為75％ 。AT＆T表示：“我們將通過網路的軟件化，實現公司成為軟件公司的轉型。”
另一方面，設備商對于軟件化趨勢的洶涌浪潮也感受到了極大的壓力。今（2016）年8月， Cisco宣布全球裁員5，500名員工，震撼科技圈。Cisco調整人力的舉動，正顯示著SDN／NFV對于其本業的高度風險，正積極調整公司方向。IBM、HP亦對NFV有著深遠的布局，就怕慢了一步被排除在這一輪的游戲玩家之外。
從1G到4G，我們一直在述說：幾個巨頭訂好標準、各家廠商根據標準生產產品、電信商再來布建的過程，也就是“一群人持續在標準組織里依據各國拳頭大小吵架”的故事。然而整個網路通訊朝向硬件標準成熟演進時，5G將可能首當其沖。5G不只是在通訊的速度容量做革新，而是網路虛擬化／軟件化趨勢。
其實也反映出電信產業不再僅提提供通訊設備、而成了網路服務提供者。如今Ericsson有超過2／3的電信業務，都是來自軟件或服務，如云端、IP網路、OSS／BSS等，全球更有將近2萬5千名的R＆D人員，都從事軟件產品的開發，而非硬件。
由于智能手機和行動網路的發達，電信產業與IT產業的分界已漸漸模糊，越來越多的電信商將重心移往云端技術和IoT商機。然而改變之路尚任重而道遠，對于傳統電信商仍須經過一段期間的驗證，包括服務項目、后續維運、收費計價等系統，皆需要隨之改變。在2017年即將來臨的此刻，讓我們拭目以待吧。
工商網監
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